水平線性振動器的製作方法

2023-06-13 04:00:26

專利名稱：水平線性振動器的製作方法
水平線性振動器
相關申請的交叉引用
本申請要求於2009年9月11日提交的韓國專利申請No.10-2009-0085977、名稱 為「水平線性振動器」的優先權，該申請的全部內容作為引用併入本申請。技術領域
目前，振動發生裝置，其作為幾個信號接收指示裝置之一被用於通訊裝置(例 如可攜式電話)中，振動發生裝置通過運用產生電磁力的原理將電能轉換為機械振動。 也就是說，該振動發生裝置已經安裝在移動式電話中用於通知無聲信號的接收。
背景技術：
近來，由於移動式電話在觸控螢幕方案中的應用飛速發展，振動發生裝置已經廣 泛地被應用於觸控螢幕移動式電話中。由於被用於觸控螢幕式行動電話的振動發生裝置的使 用頻率比在用於接收通知的情況下增長更多，可操作的使用壽命也應該增加，並且響應 速度也應當迅速以配合觸摸的速度，從而增加用戶對觸摸的滿意度。
依照現有技術的實施方式的振動發生裝置利用這樣的一種方案，即通過使帶有 偏心的配重的振動器旋轉以獲得機械振動。轉子的轉動力是通過整流器或刷式電機結構 獲得的，其通過電刷和整流器接觸，通過整流作用將電流供給到轉子線圈。
然而，當電刷穿過整流器片之間的間隙時，具有的這種結構的振動發生裝置會 導致機械摩擦和電火花及磨損，因此產生了額外的雜質例如黑粉末，從而縮短了振動發 生裝置的使用壽命。另外，當向振動發生裝置施加電壓時，由於它的轉動慣量，要耗費 很多時間才能達到目標振動量。因此，振動發生裝置不能實現尤其是適合於觸控螢幕式移 動電話的振動。由此，人們已經提出了可以穩定地獲得線性振動的線性振動器，尤其是 垂直線性振動器。
圖1是依照現有技術的垂直線性振動器的剖視圖。
如圖1所示，依照現有技術的垂直線性振動器10構造為包括殼體20、託架30、 振動器40和彈簧件50。殼體20分隔出內部空間。託架30，安裝有線圈32和緩衝件 34，線圈32設置在殼體20的下部並將電流供給到感應磁場。振動器40包括磁軛 (yoke)42,該磁軛42形成中空部分，其一面封閉；磁體44，該磁體44容納在所述中空部 分中並具有連接在其底面的板狀磁軛43 ；以及配重46，該配重46連接殼體20的外側。 彈簧元件50連接在殼體20的上部並且彈性地支撐振動器40，以線性地移動振動器40。 此時，磁軛42構造為包括圓形板部分4 和邊緣部分42b，邊緣部分42b從圓形板部分 4 的兩端彎曲向下延伸。
該垂直線性振動器10具有這樣的結構，振動器40通過彈簧元件50在從由磁體 44、板狀磁軛43和磁軛42形成的磁路產生的磁場和從線圈32產生的電場之間的相互作 用下而上下運動振動。
這裡，緩衝件34限制振動器的上下振動的動作位移，減少振動器40和託架30在掉落或操作時的衝擊，從而提高了耐用性，並最小化了由於摩擦導致的間歇性操作。
由于振動量與在依照現有技術的垂直線性振動器10的振動器40的配重和位移的 乘積成比例，應當增加振動器40的配重或位移以保證必須的身體感知(body-sensing)的 振動量，這導致垂直線性振動器10的垂直厚度增大。特別地，這個問題與移動式電話的 小型化和變薄的趨勢背道而馳。發明內容
本發明致力於提供一種水平線性振動器，其具有水平振動結構，能夠使得線性 振動器更薄，並且能改進其振動量，同時保持線性振動器的使用壽命和響應特性，還能 控制振動器的動作位移，改善其耐用性。
依照本發明的典型實施方式，一種水平線性振動器包括殼體和託架，該殼體 和託架相互裝配在一起以形成內部空間；空心線圈，該空心線圈安裝在所述殼體或託架 中；振動器，該振動器包括磁場單元和安裝在磁場單元中的配重，所述磁場單元包括磁 軛和一個或多個穿過所述空心線圈內部的磁體，所述磁軛形成為包圍所述空心線圈和所 述磁體以產生磁場；緩衝件，該緩衝件設置在所述空心線圈和所述磁軛之間；和彈簧 件，該彈簧件的一端固定到所述殼體或託架，另一端固定到所述振動器，並且彈性地支 撐所述振動器，從而水平地移動所述振動器。
所述緩衝件設置在所述空心線圈的一端。
所述緩衝件為環形，在其中形成有使所述磁體穿過的中空部分。
所述殼體或託架的內部設置有使所述磁體穿過的中空部分，所述中空部分的外 側表面設置有線圈架，該線圈架插入並支撐所述空心線圈，所述緩衝件設置在所述線圈 架的外表面。
所述緩衝件設置在所述磁軛的內側。
所述磁體相對地設置，磁芯放置在所述磁體之間，使得相同的磁極彼此面對。
此外，所述彈簧件設置有阻尼件。


根據下面的結合附圖的詳細說明，本發明的上述的和其他的目的、特徵和優點 將得到更加清楚地理解，其中
圖1是依照現有技術的垂直線性振動器的剖視圖2是依照本發明的典型實施方式的水平線性振動器的分解透視圖3是圖2中所示的託架、電路板、空心線圈和緩衝件的裝配透視圖4是殼體的裝配透視圖，其中磁場單元連接到了圖3中；
圖5是殼體的裝配透視圖，其中配重連接到了圖4中；
圖6是殼體的裝配透視圖，其中彈簧件連接到了圖5中；
圖7是圖2中所示的水平線性振動器的裝配透視圖8是用於解釋依照本發明的典型實施方式的磁場單元的磁通流動的示意圖； 和
圖9是用於解釋依照本發明的另一個典型實施方式的緩衝件的安裝狀態的示意圖。
具體實施方式
從下列的結合附圖的描述，本發明的特徵和優點將變得更加顯而易見。
在本申請的說明書和權利要求中使用的術語和措辭不能被看作一般的和詞法的 上的意義，而應當將其看作是符合基於一種原理的本發明的技術構想的意義和概念，所 述的原理是指發明人可以適當地限定術語的概念以用最好的方式闡明他們自己的發明。
根據下面的結合附圖的詳細說明，本發明的上述的和其他的目的、特徵和優點 將得到更加清楚的理解。在說明書中，在所有附圖中給部件添加了附圖標記，需要注意 的是，相同的附圖標記表示相同的部件，即使該部件顯示在不同的附圖中。此外，在本 發明的描述中，現有的功能和結構的詳細說明被省略了，這是為了避免混淆本發明的主 題。
在下文中，將結合附圖對本發明的典型實施方式做詳細的描述。
圖2是依照本發明的典型實施方式的水平線性振動器的分解透視圖。圖3是顯 示圖2中的託架、電路板、空心線圈、緩衝件的裝配透視圖，圖4是顯示了圖3和磁場單 元的裝配透視圖，圖5是圖4和配重的裝配透視圖，圖6是圖5和彈簧件的裝配透視圖， 以及圖7是圖2中顯示的水平線性振動器的裝配透視圖。在下文中，將依照附圖描述水 平線性振動器100。
如圖2至圖6所示，依照典型實施方式的水平線性振動器100構造為包括殼體 200、託架300、空心線圈400、振動器500、緩衝件600和彈簧件700。
殼體200和託架300從外側保護水平線性振動器並且在水平方向為振動器500提 供位移空間。即，殼體200和託架300是為水平線性振動器提供內部空間的元件。詳細 地，內部空間通過殼體200和託架300的裝配來限定。
殼體200可以為任意的結構，只要它在與託架300 —同裝配時形成內部空間即 可。優選地，殼體200具有矩形結構，其縱向長度(振動器的水平振動方向)比其橫向 長度要長，因此可以充分保證振動器的水平位移空間。
例如，殼體200構造為包括殼體頂板210和從殼體頂板210垂直地向下彎曲的縱 向側部220，因此下部和橫向(垂直于振動器的水平振動方向的方向)的側部具有開口結 構。託架300構造為具有這樣的結構，其上部和縱向側部是開放的以與殼體200對應。 這就是說，託架300構造為具有託架下板310和橫向側部320。然而，在圖2至圖6中所 示的殼體200和託架300的結構僅僅是示意性的結構，其中通過殼體200和託架300的裝 配形成的內部空間是分開的，振動器500在所述內部空間中水平地振動。很明顯，該結 構可以進行多種變換，只要它能實現相同的功能即可。應當注意的是，所變換的結構也 落入本發明的範圍之內。
此時，電路板330安裝在託架下板310上。電路板330連接到外部輸入終端並 傳遞施加到空心線圈400的電力。在圖中，儘管電路板330已經顯示為與託架300分開 地設置，但是它們也可以整體地構成由相同的材料製造的單一體。
同時，線圈架340可以安裝在託架下板310上以支撐空心線圈400。在空心線圈 400的描述中將更加詳細地介紹線圈架340。
當外電源施加到空心線圈400時，空心線圈400產生預定強度的電場。空心線 圈400具有中空部分，從而使磁體52 和52Zb穿過，並且空心線圈400固定到殼體200 或託架300。
例如，空心線圈400安裝到託架下板310，以便空心線圈400的中心軸線方向與 振動器的水平振動方向一致。在圖2中，儘管已經顯示了空心線圈400是固定到託架下 板310的，但是其固定位置僅僅是作為舉例來顯示的。空心線圈400將線圈線通過焊接 連接到電路板330的電路圖案部分，因此它可以傳遞電力。在圖中，儘管空心線圈400 顯示的是具有圓柱狀構造，但是這僅僅是以舉例的方式設置的。因此，空心線圈400可 以使用任意的形狀，只要其中具有中空部分即可。
優選地，空心線圈400固定地安裝到託架下板310以防止它在使用中脫離。用 於固定空心線圈400的方法沒有限制。如圖中所示，優選地，空心線圈400通過線圈架 340固定，其中線圈架340插入到空心線圈400中。例如，線圈架340具有這樣的形狀， 其插入空心線圈400，並且在線圈架340的一側固定地安裝到託架下板310的狀態下由其 外表面支撐空心線圈400。特別地，線圈架340構造為包括垂直板部分342，其垂直於託 架下板310安裝，與託架300的橫向側部320平行，並且形成有中空部分和線圈插入部分 344，所述中空部分被磁體52 和522b穿過，線圈插入部分344延伸以從垂直板部分342 的一側或者兩側形成在振動器的水平振動方向上，線圈插入部分344具有這樣的形狀， 其可以插入空心線圈400，並且由線圈架340的外表面支撐空心線圈400，並且線圈插入 部分344形成有中空部分，由此可以穿過磁體52 和522b。儘管線圈插入部分344顯示 為具有與圓柱狀的空心線圈400的結構對應的圓柱狀構造，但該構造顯然可以隨著空心 線圈400的形狀變換。
振動器500執行水平線性振動。振動器500構造為包括磁場單元510和配重 540。
磁場單元510產生電磁力以使所述振動器水平地振動。磁場單元510構造為包 括磁體單元520和磁軛530。特別地，磁場單元510具有這樣的結構，其通過磁軛530包 圍磁體52 和522b的側部，其中磁體52 和522b設置為在其間設置磁芯524，因此使 相同的磁極彼此面對。換句話說，磁場單元510具有這樣的結構，其中磁體單元520橫 過矩形的磁軛530，也就是「日」形的結構。水平線性振動器100增加了水平方向的寬 度以增加振動器的重量和動作位移，從而使得它可以增加振動力。然而，當磁體52 和 522b和空心線圈400的尺寸增加時，水平線性振動器的垂直厚度也增加，因此可能難以 保證很大的驅動電磁力。然而，磁場單元510具有上述的結構，從而使得它能夠在與空 心線圈400連接的位置集中磁通。所以，這可以產生較大的驅動電磁力而不會增加磁體 522a和522b和空心線圈400的尺寸。
磁體單元520產生預定強度的磁場以通過與空心線圈400的相互作用而線性地振 動所述振動器。為此，磁體單元520使用一個或多個磁體52 和52沈。例如，磁體單 元520具有這樣的結構，其中磁體52 和522b連接到磁芯524的兩側。第一磁體52 連接磁芯524的一側，第二磁體52 連接磁芯524的另一側，從而使相同的磁極彼此面對。
優選地，磁流體(未顯示)塗敷到磁體單元520的外周面以防止磁體單元520在振動器水平地振動時與線圈架340的線圈插入部分344的內周面直接接觸。此時，磁流體 通過磁體52 和52 的漏磁通牢固地設置在圓柱狀的磁體單元520的外周面上。磁流體 在流體中穩定地散播磁粉，從而具有膠態。此後，將表面活性劑施加到該流體以防止磁 粉由於重力或磁場等的影響沉澱或膠結。例如，習慣於通過在油或水中散播四氧化三鐵 或鐵鈷合金粒子來形成磁流體，最近，正在應用的是在甲苯中散播鈷來形成磁流體。這 樣的磁粉是一種從0.01微米到0.02微米的超細的粒子粉，並且在布朗運動下移動，布朗 運動是超細顆粒的一種獨特的特徵。另外，磁流體的特徵在於即使外部磁場、重力、離 心力等應用到其上，在流體中的磁粉粒子的密度依然保持恆定。
磁軛530平滑地形成磁體單元520的磁通量以構成磁體閉合迴路。磁軛530中 包括空心線圈400，並且具有容納磁體單元520的內部空間。另外，磁軛530形成這樣的 結構，其中它的上部和下部是開放的。
例如，當磁軛530的上部和下部為開放的時，磁軛530構造為包括磁軛縱向側部 532和磁軛橫向側部534，因此在其中形成有容納磁體52 和522b和空心線圈400的空 間。此時，磁軛530包圍磁體單元520的側面，同時使得內部空間能容納連同磁體單元 520 —起的空心線圈400。另外，優選地，磁軛530具有這樣的寬度，使得磁軛縱向側部 532可以鄰近空心線圈400設置，並且磁軛橫向側部534可以鄰近磁體52 和522b的端 部設置。
如此，磁軛橫向側部534具有這樣的尺寸，使得其內周面接觸磁體單元520的端 部，從而使得它接觸和支撐磁體單元520。然而，當振動器100線性地振動時，優選地， 磁軛橫向側部534具有這樣的結構，使得它易於與磁體單元520裝配，而不會使得磁體單 元520在磁軛550中脫離。
換句話說，磁軛530可以採用這樣的結構，其中在磁軛橫向側部534上設置凹槽 部分536，並且磁體52 和52 的兩端都容納在該凹槽部分536中。此時，凹槽部分 536具有與磁體52 和522b的形狀對應的形狀。然而，優選地，凹槽部分536具有這 樣的結構，其中凹槽部分536相對磁軛橫向側部534的下部開放以便於磁軛530的裝配。 這裡，磁體52 和522b的被凹槽部分536暴露的端部通過配重540覆蓋。同時，磁體 522a和522b被凹槽部分536暴露的區域不具有通過磁軛530包圍磁體52 和522b的側 部的結構。然而，因為磁軛530鄰近磁體52 和522b的端部設置，從磁體52 和522b 產生的磁通沿著磁軛530流動，如圖8所示。
同時，考慮到與配重MO的裝配，磁軛530可以構造為包括磁軛延伸部分538， 磁軛延伸部分538包括從磁軛縱向側部532的下端沿水平方向延伸的水平延伸部分538a 和從水平延伸部分538a的一端向上彎曲的垂直延伸部分538b。
具有上述結構的磁場單元510增加了磁效率。磁場單元510的磁通流動將參照 附圖9做更詳細地描述。
配重540為振動器增加了預定的質量以線性地振動所述振動器。配重540安裝 到磁場單元510。例如，配重MO的中心部分設有穿透部分。磁軛530插入並且固定在 該穿透部分中，使得配重540與磁軛530的外側連接。
特別地，當配重540的上下部開放時，配重540構造為包括配重縱向側部542和 配重橫向側部M4，因此在其中形成有容納磁軛530的空間。此時，考慮到與磁軛530的7裝配，配重540可以構造為包括磁軛延伸部分M6，磁軛延伸部分546包括從配重540的 側部542和544的上端沿水平方向延伸的水平延伸部分Mk和從水平延伸部分討虹的端 部向下彎曲的垂直延伸部分^6b。
緩衝件600控制振動器的動作位移，並且通過防止振動器500與託架300的直接 接觸改善了耐用性。緩衝件600設置在空心線圈400和磁軛530之間。
特別地，緩衝件600設置在空心線圈400的一端以防止空心線圈400與磁軛530 的內側直接接觸，從而控制振動器500的動作位移，並且防止振動器500與託架300的直 接接觸。此時，當空心線圈400插入和固定到線圈架340的線圈插入部分344中時，優 選地，緩衝件600也固定到線圈插入部分344的外表面。例如，緩衝件600形成為具有 中空部分的環形。
彈簧件700彈性地支撐在振動器500，以允許振動器線性地移動。該彈簧件的一 端在彈簧件的另一端固定到託架300的橫向側部320的狀態下固定到振動器500，從而彈 性地支撐振動器500。
如此，優選地，彈簧件700成對地設置在振動器500的兩側。優選地，設置在 振動器500的一側的彈簧件710構造為兩個板簧710a和710b的組合，並且設置在振動器 500的另一側的彈簧元件720構造為兩個板簧720a和720b的組合。此時，優選地，彈簧 件700設置有阻尼件(未顯示)，其控制機構振動器500的運動位移，並且防止託架300 和振動器500的直接的摩擦。該阻尼件可以設置在兩個板簧720a和720b之間。
為了方便顯示說明，儘管在圖中顯示的彈簧件700是板簧，但是這僅僅是示意 性的舉例。除了盤簧之外，還可以採用任何能夠彈性地支撐振動器500的部件。
圖8是用於解釋依照本發明的典型實施方式的磁場單元的磁通的圖。在下文 中，將對依照典型實施方式的磁場單元的磁通量流動做描述。
如圖8所示，在該典型實施方式中，由於磁體52 和522b將磁芯5M設置在其 中，使得相同的磁極彼此面對，因而磁場部分的磁通(參見箭頭)從磁芯5M散布到包圍 磁體單元520的磁軛縱向側部532。此時，徑向地散布到磁軛縱向側部532的磁通集中在 放置磁芯524的位置，即磁芯5M與空心線圈400連接的位置，當以同樣的體積消耗相等 的電流時，可以提供更大的電磁力。因此，增加了振動器的位移，從而可以提供更大的 振動力。
此時，磁軛530形成為包圍磁體單元520並構造閉合磁路，在該閉合磁路中產生 上述的磁通流動，使得在殼體200和/或託架300上的磁體52 和522b的磁吸力的效果 最小化，從而可以防止振動器由於磁吸力而被吸到某一方向。
圖9是用於解釋依照本發明的另一典型實施方式的緩衝件的安裝狀態的示意 圖。
如圖9所示，該緩衝件600可以設置在磁軛530的內側以防止磁軛530與空心線 圈400直接接觸。換句話說，緩衝件600形成為包圍形成於磁軛530的橫向側部534的 凹槽部分536。緩衝件600的安裝狀態執行與前述實施方式相同的功能，因此省略了對它 的詳細說明。
依照本發明，可以使水平線性振動器變薄而不需要保證振動器沿垂直方向的動 作位移，因為振動器沿水平方向振動。
另外，依照本發明，設計了沿水平振動方向的長的水平線性振動器，從而能保 證振動器沿水平方向的動作位移，並且增加了振動量。
進一步地，依照本發明，緩衝件沒有形成在彈簧件中，從而能夠防止緩衝件的 損害以及從彈簧件中吸收的衝擊。此外，由於緩衝件設置在空心線圈和磁軛的內側之 間，這就不會妨礙振動器的徑直的水平運動，並且在下落的時候可以控制振動器的位 移。特別地，當緩衝件插入到線圈架中時，可以改進裝配性能和生產力。
進一步地，依照本發明，磁體是設置為使得相同的磁極彼此面對，並且磁軛形 成為包圍磁體單元的側面以增加連接於線圈的磁通流動，從而可以增加驅動電磁力，並 且使位於託架和/或殼體上的磁體的磁力的效果最小化，從而可以防止振動器被吸到某 一方向。
儘管作為示意性的目的已經公開了本發明的實施方式，但需要理解的是，依照 本發明的水平線性振動器不因此受到限制，本領域技術人員可以理解多種改進、添加和 置換是可行的，這沒有脫離本發明的範圍和精神。
因此，任何和所有的修改、變換或等效的結構都應當被認為是落在本發明的範 圍之內，而本發明的詳細的範圍將通過附帶的權利要求公開。
權利要求
1.一種水平線性振動器，該水平線性振動器包括殼體和託架，該殼體和託架相互裝配在一起以形成內部空間； 空心線圈，該空心線圈安裝在所述殼體或所述託架中；振動器，該振動器包括磁場單元以及安裝在所述磁場單元中的配重，所述磁場單元 包括磁軛和一個或多個磁體，該一個或多個磁體設置為穿過所述空心線圈的內部，所述 磁軛形成為包圍所述空心線圈和所述磁體以產生磁場；緩衝件，該緩衝件設置在所述空心線圈和所述磁軛之間；和 彈簧件，該彈簧件的一端固定到所述殼體或所述託架，該彈簧件的另一端固定到所 述振動器，並且所述彈簧件彈性地支撐所述振動器，從而水平地移動所述振動器。
2.根據權利要求1所述的水平線性振動器，其中，所述緩衝件設置在所述空心線圈的 一端。
3.根據權利要求2所述的水平線性振動器，其中，所述緩衝件為環形，所述緩衝件中 形成有使所述磁體穿過的中空部分。
4.根據權利要求1所述的水平線性振動器，其中，所述殼體或所述託架的內部空間設 置有中空部分，所述磁體穿過所述中空部分，所述中空部分的外表面設置有線圈架，所 述線圈架插入並支撐所述空心線圈，以及所述緩衝件設置於所述線圈架的外表面。
5.根據權利要求1所述的水平線性振動器，其中，所述緩衝件設置在所述磁軛的內側。
6.根據權利要求1所述的水平線性振動器，其中，所述磁體相對地設置，所述磁體之 間放置有磁芯，使得相同的磁極彼此面對。
7.根據權利要求1所述的水平線性振動器，其中，所述彈簧元件設置有阻尼件。
全文摘要
本發明公開了一種水平線性振動器。該水平線性振動器包括殼體和託架，它們相互裝配在一起以形成內部空間；空心線圈，其安裝在殼體或託架中；振動器，其包括磁場單元和安裝在磁場單元中的配重，磁場單元包括磁軛和一個或多個設置為穿過空心線圈的磁體，磁軛構造為包圍空心線圈和磁體以產生磁場；緩衝件，其設置在空心線圈和磁軛之間；和彈簧件，其一端固定到殼體或託架，另一端固定到振動器，並彈性地支撐振動器以水平地移動振動器。因此，所提供的水平線性振動器具有水平振動結構，能夠保持水平線性振動器的使用壽命和響應特性，提高了其薄化性，在控制其動作位移的同時增加了其振動量，並且改進其耐用性。
文檔編號H02K33/18GK102025256SQ201010139899
公開日2011年4月20日 申請日期2010年3月30日 優先權日2009年9月11日
發明者崔凖根, 樸錫俊, 李志成 申請人:三星電機株式會社